DK141607B - Raketmotor - Google Patents

Description

(11) FREML«6EL*E***BIFT 141607 DANMARK «<) f 02 κ 9/i8 §(21) Ansøgning nr. 5068/67 (22) Indleveret den 12. Okt.

(23) Løbedag 12. Okt. 1967 (44) Ansøgningen fremlagt og fremlaeggeteestkriftet offentliggjort den 5 · maj 1 980

DIREKTORATET FOR

PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET (30) Prioritet bøgaratfra den

22. feb. 1967, 694^)8, BE

10. apr. 1967# 696817, BE

(71) LES FORGES BE ZEEBRUGGE S.A., 145, rue Bellenay, Heretal-lez-Llege, BE. (72) Opfinder; Gaston Bodinaux, Seny-en-Condroz, BE.

(74) Fuldmægtig under sagens behandling:

Dansk Patent Kontor ApS.

(54) Raketmotor.

Den foreliggende opfindelse angår en raketmotor som angivet i indledningen til patentkravet.

Sådanne to-komponent drivladninger med et separat ballistisk hjælpeorgan er blevet udviklet til anvendelse som raketmotorer for dels at kunne frembringe en såvidt muligt konstant, stærk fremdrivnings-kraft og dels at opnå en bred temperaturufølsomhed for drivladningerne samt for at få reduceret forekomsten af sekundærflammer kraftigt.

Ved en kendt to-komponent drivladning indeholder det ballistiske hjælpeorgan, ifølge tysk fremlæggelsesskrift nr. 1.212.458, titanoxid som metaloxid.

2 141607

Ifølge den derfra kendte teknik kan man, ved raketmotorer med en kendt to-komponentdrivladning, få undertrykt den sekundærflamme, som fremkommer under drivladningens forbrænding, og i øvrigt få udjævnet denne forbrænding.

Dette sker ved, at man i raketmotorens forbrændingskammer og i drivladningens flammeområde, men adskilt fra drivladningen, anbringer et modificeringsmiddel, der i det væsentlige består af kaliumsulfat, bariumnitrat eller titanoxid, og som lejres på en sådan måde, at det fortæres af flammen. Det er i det nævnte patentskrift endvidere angivet dels, at kaliumsulfat kan erstattes af andre kaliumsalte, såsom kaliumchlorid og kaliumnitrat, og dels, at bariumsalte, såsom det allerede nævnte bariumnitrat, og andre forholdsvis træge faste stoffer, der ligesom kaliumsaltene forbliver i flammen som faste dele, kan anvendes.

Man kan imidlertid ikke ud fra disse angivelser udlede noget om, hvilken egenskab man skal kræve af en forbindelse, for at den skal være mindst lige så egnet til undertrykkelse af drivladningens sekundærflamme .

Det er ved opfindelsen tilsigtet at tilvejebringe en raketmotor af den ovenfor angivne art, og hvor man som metaloxid i hjælpeorganet, i stedet for titanoxid, kan anvende andre metaloxider, der har i det mindste samme virkning som titanoxid, og som er enten billigere eller i hvert fald lettere tilgængelige end titanoxid.

Det har nu vist sig, at det tilstræbte opnås, når ifølge opfindelsen hjælpeorganet som metaloxid indeholder mindst ét oxid af metallerne molybdæn, tin, chrom, wolfram, zirkon, cerium, lanthan, cobalt, nikkel, Jern eller magnesium.

Ved det i hjælpeorganet tilstedeværende metaloxid nedsættes temperaturen af de af drivladningen udviklede gasser, og deres forbrænding fuldstændiggøres.

Dette sker ved, at det tilstedeværende metaloxid afgiver oxygen i selve raketmotoren, herved fås en virkning af samme art som den, der opnås ved tilførsel af sekundærluft til et fyr, nemlig at man får omdannet den ved høj forbrændings temperatur dannede carbonoxid- 3 U1807 holdige gas til en carbondioxidholdig gas. Man undgår således, at udviklede gasser først efter at have forladt motoren, og når de kommer i kontakt med luftens ilt, efterforbrænder under antændelse , d.v.s. under flammedannelse.

Hjælpeorganet bevirker således, at hele forbrændingen sker, før drivladningens forbrændingsprodukter forlader motoren, og der opnås således fuldstændig forbrænding og fuld udnyttelse af drivladningens energi.

Nogle udførelsesformer for raketmotorer ifølge opfindelsen er i det følgende beskrevet under henvisning til tegningen, hvor figur 1 skematisk viser forskellige aribri ngelsesmuligheder for to-komponent drivladningen og det ballistiske hjælpeorgan, fig.2 og 3 er længdesnit gennem raketmotorer ifølge opfindelsen, fig.4 viser et snit langs linien IV-IF ifølge fig. 3, fig, 5 en ændret udførelsesform for snittet ifølge fig.4, fig. 6 og 7 viser partielle længdesnit gennem en raketmotor, der er modificeret i forhold til den i fig.3 viste motor," fig,8, 9 og 10 viser i forenklet gengivelse længdesnit gennem raketmotorer, hvor hjælpeorganet er udformet og anbragt på forskellige måder.

I de forskellige figurer betegner 1 en raketaotor, 2 den deri anbragte to-komponent drivladning og 3 det eller de i motoren anbragte hjælpeorganer,

Fig.l viser eksempelvis, hvorledes man med en given anbringelse af drivladningen 2 kan anbringe et eller flere ballistiske hjælpeorganer 3 ·

Ved de i fig.2 og 3 viste raketmotorer er drivladningen 2 udformet som en hul ladning, i hvilken hjælpeorganet 3 er koaksialt lejret.

4 er raketmotorens endestykke og 5 dens udstødningsrør, medens 6 er stabiliseringsvinger, der er anbragt drejelige om tappe 7*

Ved den i fig.4 viste udføreleesform har det ballistiske hjælpeorgan 3 stjerneformet tværsnit og er anbragt på en stjerneformet støttede! 8, der bæres af en stang 9· To-komponent drivladningen 2 er en hulblok, hvis hulhed har stjerneformet tværsnit, og hvor de to enkeltladninger er anbragt skiftevis den ene uden om den anden, idet dog den yderste enkeltladnings udvendige flade er cylindrisk.

4 141607

Ved den i fig.5 viste udførelsesform er hjælpeorganet 3 udformet som en selvbærende hulcylinder, der har radialkanaler 10. Ved en modificeret form for denne udførelsesform kan hjælpeorganet 3 være en selvbærende massiv cylinder med diametralt forløbende tværkanaler.

Ved udførelsesformen ifølge fig.6 findes der foruden det centralt anbragte hjælpeorgan 3 et supplerende hjælpeorgan 3 i form af en skive, der dækker drivladningens forreste ende. Denne skive kan som vist være tildannet med bølger, men kan også være plan og eventuelt bestå af flere lag, ligesom den eventuelt kan have gennemgående kanaler.

Ved udførelsesformen ifølge fig.7 er det centralt anbragte hjælpeorgan 3 suppleret med et hjælpeorgan 3 i form af en i motorens udstødningsrør 4 indsat ring, der kan have en hel eller hullet, kontinuerlig eller profileret væg.

I fig.8 og 9 er meget summarisk skematiseret ballistiske hjælpeorganer 3» der er anbragt i raketmotoren og har varierende tykkelse, således at der tages hensyn til eventuelle variationer i forbrændingsbetingelserne langs raketmotoren.

Orienteringen af den stigende tykkelse afhænger naturligvis af opbygningen af eller forbrændingens forløb ved de anvendte drivladninger bestående af to dele.

I fig.8 er skematiseret en sådan trinvis variation, medens der i fig.9 er skematiseret en variation i en kontinuerlig og progressiv form.

Nan kan naturligvis tilpasse enhver anden profil i forhold til de korrigerende virkninger, der skal udføres, og nærmere betegnet under hensyntagen til loven for forbrug af det nævnte ballistiske hjælpeorgan i motoren.

Endelig er der i fig.10 skematiseret en udførelsesform af et aksialt ballistisk hjælpeorgan, der er udført på en sådan måde, at dets effektive længde er kendeligt større end længden af motorens drivmiddelladning.

141607 5

Man kan navnlig benytte et sådant middel eller et ækvivalent middel, når det er fastlagt, at den aksiale anbringelse på den-ene side er nødvendig, og hvor på den anden side den normale overflade af et retliniet element er utilstrækkelig til opnåelse af de ønskede resultater.

Som det fremgår af det ovenfor anførte, kan en raketmotor med tokomponent drivladning og hjælpeorgan ifølge opfindelsen alt efter raketmotorens anvendelsesformål opbygges på forskellige måder med hensyn til dens fysiske udformning.

Dette gælder også to-komponentdrivladningens og hjælpeorganets sammensætning i såvel kvalitativ som kvantitativ henseende.

Til en raketmotor, hvor det ballistiske hjælpeorgan er anbragt separat i en aksialt forløbende hulhed i en drivladningsblok, kan der anvendes følgende sammensætning: 1. To-komponent drivladning: nitrocellulose (12,6% BT) 40-51 vægtdele nitroglycerol 58 - 50 " propyl-di-N-adipat 0,1 - 0,6 " 2-nitrodiphenylamin l - 3 w monobasisk cuprisalicylat 2 - 4,5 ” monobasisk bly^-resorcylat 1 - 3 " candelillavoks 0,08- 0,3 " 2. Ballistisk hjælpeorgan:

kaliumsulfat 67 - 76 M

ethylcellulose 10 - 15,5 " dibutylphthalat 2-7 vægtdele

butylmethacrylat 6,5-10,6 M

polyglycoldimethacrylat 0,9 - 1,62 " benzoylperoxid 0,09- 0,16 rt en korrigerende mængde af et molybdænoxid.

Udover de metaloxider, hvis anvendelse er ejendommelig for hjælpeorganet ifølge opfindelsen, kan dette endvidere indeholde silicium-dioxid eller magnesiumsilicat.